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西門子S7-200 PLC循環(huán)指令及應(yīng)用實(shí)例

    在需要對(duì)某個(gè)程序段重復(fù)執(zhí)行一定次數(shù)時(shí)，可采用循環(huán)程序結(jié)構(gòu)。循環(huán)指令由循環(huán)開(kāi)始指令FOR和循環(huán)結(jié)束指令NEXT組成，即對(duì)FOR與NEXT之間的指令重復(fù)執(zhí)行一定次數(shù)，指令格式如圖4-62所示。

    圖4-62    循環(huán)指令

    循環(huán)開(kāi)始指令FOR的功能是標(biāo)記循環(huán)體的開(kāi)始，它有3個(gè)輸入端：

    ①INDX：存放當(dāng)前循環(huán)計(jì)數(shù)值的單元地址，數(shù)據(jù)類型為：WORD。

    ②INIT：循環(huán)初值。

    ③FINAL：循環(huán)終值。

    循環(huán)結(jié)束指令NEXT的功能是標(biāo)記循環(huán)體的結(jié)束。

    FOR和NEXT必須成對(duì)使用，在FOR和NEXT之間構(gòu)成循環(huán)體。當(dāng)允許輸入EN有效時(shí)，執(zhí)行循環(huán)體，首先將循環(huán)初值(INIT)裝入IN-DX，然后每執(zhí)行1次循環(huán)體，INDX自動(dòng)加1，并且與終值相比較，如果INDX大于FINAL，則循環(huán)結(jié)束。

    在S7-200中，循環(huán)指令允許嵌套使用，大嵌套深度為8重。

    【例】  用循環(huán)指令完成S=1+2+3+…+100，并將求和結(jié)果放在VW100中。

    分析：這是一個(gè)典型的累加求和問(wèn)題：S=S+i（S放在VW100，i放在VW10），首先要初始化（對(duì)兩單元清零），然后做循環(huán)結(jié)構(gòu)（FOR、NEXT結(jié)構(gòu)）和循環(huán)體（FOR和NEXT之間程序），累加求和的循環(huán)體要做兩件事：i++和S=S+i。具體的程序如圖4-63所示。
  S7-200 PLC把程序主要分為三大類：主程序、子程序和中斷程序。在實(shí)際應(yīng)用中有些程序內(nèi)容可能被反復(fù)使用，對(duì)那些需要經(jīng)常執(zhí)行的程序段，可設(shè)計(jì)成子程序的形式，并為每個(gè)子程序賦以不同的編號(hào)，在程序執(zhí)行的過(guò)程中，可隨時(shí)調(diào)用某個(gè)編號(hào)的子程序。

    子程序的優(yōu)點(diǎn)在于它可以用于對(duì)一個(gè)大的程序進(jìn)行分段及分塊，使其成為較小的更易管理的程序塊。程序調(diào)試、程序檢查和程序維護(hù)時(shí)，可充分利用這項(xiàng)優(yōu)勢(shì)。子程序只在需要時(shí)才被調(diào)用、執(zhí)行。這樣就可以更有效地使用PLC，充分利用CPU的時(shí)間。

    1)子程序的建立?？梢圆捎孟铝蟹椒▌?chuàng)建子程序：

    ·在編輯環(huán)境的程序塊中點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵，選擇“插入子程序SBR_n”（n的范圍為：0~63）。

    ·從編輯菜單中，選擇插入子程序SBR_n。

    只要插入了子程序，程序編輯器底部就將出現(xiàn)一個(gè)新標(biāo)簽，標(biāo)志新的子程序名。此時(shí)，可以對(duì)新的子程序編程。

    2)為子程序定義參數(shù)

    根據(jù)子程序有無(wú)參數(shù)，可以將子程序分為有參子程序和無(wú)參子程序，如果該子程序帶有參數(shù)，就要使用該子程序的局部變量表來(lái)定義參數(shù)。S7-200為每個(gè)程序都安排了局部變量表，必須利用選定該子程序后出現(xiàn)的局部變量表為該子程序的局部變量，S7-200對(duì)其局部變量參數(shù)有以下規(guī)定：

    ·子程序在帶參數(shù)調(diào)用時(shí)，多可以帶16個(gè)參數(shù)。每個(gè)參數(shù)包含變量名、變量類型和數(shù)據(jù)類型。這些參數(shù)在子程序的局部變量表中進(jìn)行定義。

    ·變量名由不超過(guò)8個(gè)字符的字母和數(shù)字組成，但*個(gè)字符必須是字母。

    ·變量類型：在子程序帶參數(shù)調(diào)用時(shí)可以使用4種變量類型，根據(jù)數(shù)據(jù)傳遞的方向，依次安排這些變量類型在局部變量表中的位置，包含：

    ①IN類型（傳入子程序型）。

    ②IN/OUT類型（傳入/傳出子程序型，調(diào)用子程序時(shí)，將地址的參數(shù)傳入子程序，子程序執(zhí)行結(jié)束時(shí)，將得到的結(jié)果值返回達(dá)到同一個(gè)地址）。

    ③OUT類型（傳出子程序型）。

    ④TEMP類型（暫時(shí)型，用于在子程序內(nèi)部暫時(shí)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，不能用來(lái)與主程序傳遞參數(shù)數(shù)據(jù)）。

    ·變量的數(shù)據(jù)類型，可以是：

    ①布爾能流型( BOOL)：該數(shù)據(jù)類型僅對(duì)位輸入操作有效，它是位邏輯運(yùn)算的結(jié)果。對(duì)能流輸入類型的數(shù)據(jù)，要安排在局部變量表的前面。

    ②布爾型( BOOL)：該數(shù)據(jù)類型用于單獨(dú)的位輸入和位輸出。

    ③字節(jié)型( BYTE)、字型(WORD)、雙字型(DWORD)：該數(shù)據(jù)類型分別用于說(shuō)明1個(gè)字節(jié)、2個(gè)字節(jié)和4個(gè)字節(jié)的無(wú)符號(hào)的輸入?yún)?shù)或輸出參數(shù)。

    ④整數(shù)( INT)和雙整數(shù)型(DINT)：該數(shù)據(jù)類型分別用于說(shuō)明2個(gè)字節(jié)和4個(gè)字節(jié)的有符號(hào)的輸入?yún)?shù)或輸出參數(shù)。

    ⑤實(shí)數(shù)型( REAL)：該數(shù)據(jù)類型用于說(shuō)明IEEE標(biāo)準(zhǔn)的32位浮點(diǎn)輸入?yún)?shù)或輸出參數(shù)。

    【例1】 SBR1子程序是一個(gè)含有4個(gè)輸入?yún)?shù)、1個(gè)輸入輸出參數(shù)、1個(gè)輸出參數(shù)的帶參數(shù)的子程序。在創(chuàng)建這個(gè)子程序時(shí)，首先要打開(kāi)這個(gè)子程序的“SIMATIC LAD”（局部變量表）。在局部變量表中，為這6個(gè)參數(shù)賦予名稱（如IN1、IN2、IN3、IN4、INOUT、OUT），然后選定變量類型（IN或者IN OUT或者OUT），并賦予正確的數(shù)據(jù)類型(如BOOL、BYTE、BOOL、WORD、DWORD、WORD)，見(jiàn)表4-22。

    表4-22    局部變量表

    注：首先完成局部變量表SBR1的編輯，這時(shí)再調(diào)用SBR1時(shí)，這個(gè)子程序自然就帶參數(shù)了。表中局部變量一項(xiàng)(L區(qū))參數(shù)是自動(dòng)形成的，不需用戶填寫(xiě)。

    3)子程序調(diào)用指令和返回指令

    子程序調(diào)用指令CALL的功能是將程序執(zhí)行轉(zhuǎn)移到編號(hào)為n的子程序。

    子程序的入口用指令SBR n表示，在子程序執(zhí)行過(guò)程中，子程序?qū)?zhí)行全部指令直至滿足返回條件而返回，或者執(zhí)行到子程序末尾而返回。當(dāng)子程序返回時(shí)，返回到原主程序出口的下一條指令執(zhí)行，繼續(xù)向下掃描程序。

    在梯形圖中，子程序調(diào)用指令以功能框形式編程，子程序返回指令以線圈形式編程，如圖4-59所示，其中調(diào)用指令“CALL SBR_1”，也可寫(xiě)成“CALL 1”。

    圖4-59    子程序調(diào)用及返回指令

    4)子程序編程步驟

    ①建立子程序( SBR_n)。

    ②在子程序( SBR_n)中編寫(xiě)應(yīng)用程序，如果子程序帶有參數(shù)，應(yīng)首先在子程序中填寫(xiě)局部變量表，然后再編寫(xiě)應(yīng)用程序。

    ③在主程序或其他子程序中編寫(xiě)調(diào)用子程序(SBR_n)指令。

    5)注意事項(xiàng)

    ①程序內(nèi)一共可有64個(gè)子程序，允許子程序嵌套調(diào)用（在子程序內(nèi)放置子程序的調(diào)用指令），嵌套深度多為8重。

    ②S7-200不允許直接遞歸調(diào)用（例如，不能在SBR0中調(diào)用SBR0），但允許間接遞歸。

    ③各子程序的參數(shù)大限制是16個(gè)，如果要下載的程序超過(guò)此限制，將返回錯(cuò)誤。

    ④用Micro/WIN32軟件編程時(shí)，編程人員不用手工輸入RET指令，而是由軟件自動(dòng)加在每個(gè)子程序的結(jié)束處，在子程序中不能使用END指令。

    【例2】  圖4-60是一個(gè)帶有6個(gè)參數(shù)的子程序調(diào)用。在這個(gè)例子中，在建立SBR1時(shí)，要首先填寫(xiě)局部變量表，見(jiàn)表4-25。

    在使用語(yǔ)句表編程時(shí)，要注意CALL指令的*個(gè)參數(shù)是子程序標(biāo)號(hào)，接著是有關(guān)參數(shù)，其中參數(shù)的順序和局部變量表中參數(shù)填寫(xiě)的順序*相同，先輸入，后輸入/輸出，后是輸出。

    【例3】  采用子程序的形式來(lái)控制一臺(tái)交流電動(dòng)機(jī)的起/停控制，系統(tǒng)的I/O分配為：

    電動(dòng)機(jī)起動(dòng)按鈕（常開(kāi)）：I0.0；停止按鈕（常開(kāi)）；I0.1；電動(dòng)機(jī)電源接觸器：Q0.0編程步驟：

    ①采用子程序編寫(xiě)電動(dòng)機(jī)的起/停控制，則該子程序一定帶有參數(shù)，且需要2個(gè)輸入?yún)?shù)，1個(gè)輸出參數(shù)。所以建立子程序SBR0后，應(yīng)先填寫(xiě)局部變量表，見(jiàn)表4-23。

    表4-23    SBR0局部變量表

    ②填寫(xiě)完局部變量表后，就可以編寫(xiě)應(yīng)用程序，應(yīng)采用名稱作為指令的操作數(shù)。

    ③在主程序中應(yīng)一直（采用常閉點(diǎn)SM0.0）調(diào)用子程序SBR0。具體的子程序及主程序如圖4-61所示。

    圖4-61    子程序編程舉例

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